Bruker Corporation et Evosep ont annoncé aujourd’hui des progrès majeurs dans la protéomique monocellulaire quantitative à haute sensibilité, utilisant un timsTOF Pro spectromètre de masse connecté à un Evosep One système de chromatographie à faible débit.
Evosep One est un système de chromatographie qui fournit une analyse protéomique rapide, sensible et robuste d’échantillons cliniques, tout en prenant en charge les connexions à une large gamme de spectromètres de masse.
Ces progrès ont été démontrés par le groupe Mann dans un article de A. Brunner et coll., qui est maintenant disponible sur Bioarchive ici. Les principaux résultats comprennent la première analyse non ciblée et impartiale de vraies cellules uniques atteignant une profondeur d’identification allant jusqu’à 1500 groupes de protéines à partir de cellules HeLa simples triées par FACS et digérées individuellement. Cette sensibilité remarquable a été obtenue grâce à la combinaison Evosep – timsTOF plateforme utilisant des innovations cruciales.
Deux nouvelles méthodes à très faible débit sur un système Evosep One autrement non modifié offrent des gradients de 100 nL / min qui conduisent à une sensibilité environ 10 fois plus élevée que les gradients à 1 µL / min, confirmant les attentes théoriques. Ces nouvelles méthodes de nano-flux, utilisant la technologie de flux Whisper ™, ont la même faible surcharge que les autres Evosep One méthodes, et offrent un débit de 20 ou 40 échantillons par jour.
Ils rendent l’analyse de cellule unique robuste, comme le montre l’analyse de 420 cellules individuelles qui ont été analysées sur la même colonne. Le flux de travail a récupéré des protéines connues et inattendues changeant d’abondance lors de l’arrêt chimique du cycle cellulaire à des points discrets.
Un nouveau spectromètre de masse timsTOF modifié qui comprenait une nouvelle source d’ions plus brillante avec une optique d’ions modifiée associée était également crucial pour atteindre une sensibilité monocellulaire ultra-élevée.
L’étude a fourni des preuves supplémentaires des avantages de l’analyse indépendante des données (DIA) pour des gradients de LC courts ou des échantillons d’abondance extrêmement faible, tels que des cellules individuelles. Même pour ces cellules individuelles, la reproductibilité quantitative était élevée dans ce nouveau flux de travail Evosep – timsTOF.
Les auteurs ont effectué une comparaison approfondie avec des cellules analysées par séquençage d’ARN unicellulaire par deux technologies différentes, leur permettant de distinguer les différences biologiques techniques et fondamentales entre les protéomes et les transcriptomes. Cela a révélé que les cellules individuelles ont des protéomes de noyau stables avec un nombre suffisant de copies de protéines pour permettre une quantification significative, alors que le transcriptome semble se comporter de manière plus aléatoire, probablement en raison du faible nombre de copies de nombreux transcrits d’ARNm par cellule.
Le chercheur principal à l’origine de l’article Bioarchive, le professeur Matthias Mann de l’Institut Max-Planck de biochimie, a déclaré: «La sensibilité et la robustesse pour analyser véritablement les protéomes unicellulaires deviennent une réalité pratique. Nous sommes maintenant en mesure de mesurer régulièrement des cohortes de cellules individuelles et d’évaluer quantitativement les états des cellules uniques pour révéler de nouvelles informations biologiques cellulaires. le Evosep One et timsTOF Pro ont joué un rôle essentiel pour permettre et mettre à l’échelle ces véritables mesures de cellules uniques, ce qui en fait également une plate-forme appropriée pour la découverte et la quantification de biomarqueurs protéomiques unicellulaires.
Je suis très enthousiasmé par la nouvelle étude quantitative sur une seule cellule. Ceci est un autre excellent exemple de ce que le timsTOF plateforme peut réaliser, et une nouvelle percée en biologie cellulaire facilitée par la méthode dia-PASEF. Nous prévoyons de fournir la nouvelle sensibilité ultra-élevée timsTOF technologies aux collaborateurs à accès anticipé au second semestre 2021 sur des systèmes de protéomique unicellulaire dédiés, et nous prévoyons une commercialisation complète en 2022. »
Dr Gary Kruppa, Vice-président de la protéomique, Bruker
Ce type d’analyse de cellule unique robuste est une étape importante pour permettre l’analyse du protéome et la pathologie numérique dans le diagnostic clinique quotidien. Nous sommes très heureux que le Evosep One est de contribuer de manière significative à ce nouveau domaine prometteur.
Dr Nicolai Bache, co-auteur de l’étude, responsable des applications, Evosep
1. ‘diaPASEF: accumulation parallèle-fragmentation série combinée à une acquisition indépendante des données ‘, Meier F, Brunner AD, Frank M, Ha A, Bludau I, Voytik E, Kaspar-Schoenefeld S, Lubeck M, Raether O, Bache N, Aebersold R, Collins BC, Röst HL, Mann M, Nat Methods. 2020 Déc; 17 (12): 1229-1236. doi: 10.1038 / s41592-020-00998-0.
